JPH1140203A

JPH1140203A - 二次電池

Info

Publication number: JPH1140203A
Application number: JP9187959A
Authority: JP
Inventors: Morio Kobayashi; 守夫小林; Koichi Sato; 耕一佐藤; Toyokazu Okawa; 豊和大川; Michiko Sakairi; 美千子坂入
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-07-14
Filing date: 1997-07-14
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】電池の内部短絡による発煙・発火・爆発の防
止、および過充電の防止により電池の安全性の向上およ
び電池の使い勝手の改善を図る。【解決手段】電池ケースの封口部に温度スイッチまたは
圧力スイッチによる端子間をオン・オフする安全装置を
設置し、電池の異常温度上昇時に正負極端子間を短絡さ
せることにより、バイメタルスイッチに短絡電流を流し
て電池内の温度上昇を抑えると共に、電池の正負極端子
間にバリスタ素子を接続し、電池へかかる電圧を制限す
ることにより過充電を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車，電動
カート等の移動体機器，ビデオカメラ，パソコン等の携
帯機器，停電時のバックアップ機器、及びセキュリテイ
機器等の製品の電源として使われる二次電池の過充電や
内部短絡等の異常発熱，圧力上昇による発火や爆発を防
止し、異常電池を切り離しバイパスして使用する電池の
安全性に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の異常温度となった電池の発電要素
を切り離してバイパスして使う電池の安全保護装置とし
ては、特開平6−290767 号公報に示されている通り、電
池反応部と正又は負の極端子と他の極端子を兼ねる電池
容器とを有する化学電池で、電池の異常反応時に発生す
るガス圧又は反応熱にて駆動する駆動部材により、電極
に接続され絶縁材を介して電池容器を密封している仕切
板と極端子間の導通を遮断し、極端子と電池容器間を短
絡する方法等が知られている。

【０００３】また、過充電保護としては、特開平5−234
614 号公報に示されている通り、正極と負極および電解
液が密封された二次電池において、容器内の空隙部分に
温度スイッチ又は温度ヒューズが電池に対して直列に、
ツェナーダイオードが並列に電気的接続されたもの、お
よび、特開平5−325943 号公報に示されている通り、正
極と負極および電解液が密封された二次電池において、
容器内の空隙部分に２個直列の温度ヒューズが電池の正
極端子に直列に接続され、かつ２個の温度ヒューズの接
続点と電池の負極端子間にツェナーダイオードが接続さ
れたものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平6−290767 号公報のように、異常温度となった電極
を外部端子と電気的に遮断し正負極端子間を短絡してバ
イパスする方法には、次のような問題がある。単に電池
ケース内の異常温度となった発電要素を電気回路的に遮
断する方法では、外部短絡や過充電，過放電等の外部に
原因がある場合には効果があるが、異物混入，活物質脱
落，デンドライト析出等による発電要素自身の内部に原
因のある短絡に対しては、外部電気回路と遮断しても効
果はない。しかも、外部要因については電池と外部回路
を遮断すれば良いので保護手段は色々あるが、電池内の
短絡については発電要素自身内の正極と負極間で蓄電さ
れたエネルギーが電池内に放電されるので、保護する手
段がないのが現状である。

【０００５】また、上記特開平5−234614 号公報や特開
平5−325943 号公報のように電池ケース内が異常温度に
なった場合、温度スイッチや温度ヒューズにて発電要素
を電気的に遮断しても発電要素内の内部短絡に対しては
保護機能がないことは明らかである。また、過充電保護
回路であるツェナーダイオード，温度スイッチについて
も、電解液が充填された電池容器内に設置されており電
解液による腐食や電池作用時の電気化学による腐食から
防御する必要がある。つまり、耐電解液性の材料にてツ
ェナーダイオードや温度スイッチを密閉しなければなら
ない。

【０００６】しかし、ツェナーダイオードや温度スイッ
チ等の部品は耐電解液の樹脂等で密閉可能であるが、各
電気部品と電極との接続部は密閉が難しい。しかもツェ
ナーダイオード，温度ヒューズ等の電気素子のリード線
は銅系金属であるのが一般的であり、また正極集電体は
電池の電気化学反応の関係からアルミニウム箔が使われ
ており、銅リード線とアルミニウム箔の溶接が難しい事
や電解液の中で異種金属を接続すると急速に腐食断線に
至るという問題がある。

【０００７】本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、過充電を
防止し、複数個直列接続された二次電池の内、異常温度
上昇した電池の正負極端子間を短絡して蓄電エネルギー
を電池外に放出し、さらに異常電池のみをバイパスし、
電池の安全性の向上を図ると共に、使い勝手の良い二次
電池を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、正極，負極およびセパレータを有する電極
群と電解液からなる発電要素を電池ケース内に収納し、
各電極をリード線で封口部材に貫通設置された各極端子
に接続し、前記封口部材で密閉された電解液を有する密
閉容器の外郭部にて、電池の各極端子間に温度スイッチ
または圧力スイッチおよびバリスタ素子を並列接続した
安全装置を設置したものである。

【０００９】前記安全装置は、通常は正極端子，負極端
子間をオフとし、温度上昇時または圧力上昇時には正負
極端子間をオン状態となるようにしたので、異常温度と
なった電池ケース内部の発電要素の蓄電エネルギーが電
池外で消費されると共に、異常電池のみがバイパスされ
て使用されるものである。また、バリスタ素子のバリス
タ電圧を電池の充電終止電圧以上に設定することにより
電池の過充電保護ができるものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる二次電池の
一実施例を、リチウムイオン二次電池を例にして図面を
参照しながら説明する。図１は、本発明の二次電池の一
実施例を示す構造縦断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ
断面図、図３は図２のＢ−Ｂ断面図である。同図におい
て、１は正極であり、アルミ箔からなる正極集電体１ａ
の両面に無機リチウムインターカレーション材料を正極
活物質とする正極合剤１ｂ（例えば活物質としてＬｉＭ
ｎ₂Ｏ₄，ＬｉＣｏＯ₂ ，ＬｉＮｉＯ₂ 等、導電剤として
カーボン、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを混合調
整したもの）を保持させたものである。２は負極であ
り、銅箔からなる負極集電体２ａの両面にリチウムイン
ターカレーションカーボン材料を負極活物質とする負極
合剤２ｂ（例えば活物質として黒鉛，結着剤としてポリ
フッ化ビニリデンを混合調整したもの）を保持させたも
のである。３はセパレータであり、微多孔性のポリエチ
レンフィルム、またはポリプロピレンフィルムからな
る。なお、ポリエチレンフィルムは温度が上昇した時、
フィルム自身の溶融によって前記微多孔が閉じるシャッ
トダウン開始温度が約１３０℃であり、ポリプロピレン
フィルムのシャットダウン開始温度は約１５０℃であ
る。上記、正極１と負極２はセパレータ３を介して対向
した状態で渦巻き状に捲回され、電極群１５を形成して
いる。この場合、セパレータ３は正極１，負極２よりも
若干幅広く巻かれており、さらに巻芯部および巻き終り
部において数回セパレータ３単独で巻かれており、正
極，負極間及び電極群周囲との絶縁性を持たせている。
この電極群１５は電解液（図示せず）に浸漬されて発電
要素となる。上記電解液は、ＬｉＰＦ₆ ，ＬｉＢＦ₄ ，
ＬｉＣｌＯ₄ ，ＬｉＡｓＦ₆ 等のリチウム塩を電解質と
して有機溶媒（プロピレンカーボネート，エチレンカー
ボネート，ジエチルカーボネート，ジメチルカーボネー
ト等の単独または混合物）に溶解したものが使われる。
１０は電池ケースでステンレス鋼，ニッケルめっき鉄，
ニッケルめっき銅やアルミニウムが使われ、上記電極群
１５と電解液からなる発電要素を有底円筒形の容器に収
納し、封口部材１１を有する安全装置２０を被せてガス
ケット１９を介して電池ケース１０の開口部に加締め密
封したものである。つまり、電極群１５と電解液は封口
部材１１により密封され、安全装置の各部品は電解液か
ら完全に隔離されるものである。

【００１１】封口部材１１はステンレス，ニッケルめっ
き鉄，ニッケルめっき銅，アルミニウム等の熱伝導性の
良い金属材料からなる。また、電池ケース１０内の封口
部材１１側および容器底部１０ａには電池内充電部と電
池ケース１０との電気絶縁性を保つために、絶縁板１２
ａ，１２ｂが設置されている。４はアルミニウム材の正
極リードであり、正極１の正極集電体１ａとアルミニウ
ム材の正極端子６に溶接等により接続されている。５は
ニッケル又は銅材の負極リードであり、負極２の負極集
電体２ａとニッケル又は銅材の負極端子７に溶接等によ
り接続されている。１３は絶縁デスタントであり、電極
群１５と封口部材１１間に、正極リード４および負極リ
ード５を取りまとめて収納する空間を確保すると共に、
電極群１５が電池ケース１０内で移動しないように押さ
えている。

【００１２】正極端子６，負極端子７は、封口部材１１
に、ガラスまたはプラスチック層を介在させて電気絶縁
をすると共に、密封性を持たせたハーメチックシール８
により貫通固定され、さらにスイッチケース２１を貫通
しスイッチケース外に出た部分が外部との電気接続部と
なる。封口部材１１に設けられた防爆穴１１ａは、切り
込み等の弱点部を有する金属板や薄膜金属板からなる防
爆弁９（図３）でシールされており、電池ケース１０内
の圧力が異常温度上昇により高圧になった場合に開裂
し、電池ケース１０の爆発を防止する。防爆弁９の部分
に位置するスイッチケース２１の鍔部２１ａにもガス抜
き穴２１ｂが開けられてガスが直接外部の大気中に放出
できるようにしてある。

【００１３】防爆弁の設置場所としては、噴出ガスがス
イッチケース２１のスイッチ内蔵密閉空間の外部に放出
される位置ならば、封口部材に限定されずどこでも良
い。防爆弁９の作動圧力としては、実使用時の電池ケー
ス内の圧力上昇限度と、電池ケース自身および加締め部
が先に破壊しない強度から決定され、１０kg／cm² 〜２
０kg／cm² が望ましい。安全装置２０はプラスチック等
の絶縁材から成る鍔付き帽子形の端子ケース２１とその
鍔部２１ａ周辺を前記封口部材１１の周辺部で包み込む
ように加締められて一体の密閉空間を形成し、その内部
に熱応動のバイメタル，形状記憶合金，熱可溶体金属等
からなる温度スイッチ２２を内蔵している。

【００１４】正極端子６および負極端子７はスイッチケ
ース２１内の封口部材１１面上でクランク状に曲がって
おり、その水平部には正極端子接点６ａおよび負極端子
接点７ａを有している。この正極端子接点６ａと負極端
子接点７ａ間には温度スイッチ２２がスプリング２４を
介し支持棒２３によりスイッチケース２１の底部にネジ
込まれた後、ナット２５により固定されている。支持棒
２３のネジ込み量を調整することにより温度スイッチ２
２の位置が調整でき、バイメタルの接点の接触圧力を適
正にすることができる。

【００１５】温度スイッチ２２はバイメタル両端に接点
２２ａを有する両接点バイメタルであり、通常温度では
上側に湾曲して正極端子接点６ａと負極端子接点７ａか
ら離れオフ状態となり、温度スイッチ２２が設定温度以
上に上昇すると下側に急激に反転湾曲して正極端子接点
６ａと負極端子接点７ａに温度スイッチの接点２２ａが
接触しオン状態になる。つまり、発電要素が温度上昇に
より異常温度になると正極端子と負極端子間が温度スイ
ッチにより短絡するものである。

【００１６】スプリング２４は、温度スイッチ２２を支
持棒２３の端部に押えるのと、温度スイッチ２２が反転
動作する時のバイメタル板の振動を吸収して接点のチャ
タリングを防止する。２６はバリスタ素子であり、スイ
ッチケース２１内でバリスタ素子２６の一方の端子が正
極端子６に、他方の端子が負極端子７に溶接等により接
続されている。バリスタ素子２６は酸化亜鉛を主成分と
し、数種の添加物を混合焼成したセラミックス半導体で
あり、素子の両極間に正又は負の電圧を印加し、徐々に
電圧を上げてバリスタ電圧に達すると、この電圧を保っ
た電流を流す働きがある。

【００１７】図４は安全装置２０の他の実施例を示す断
面図である。同図においては、温度スイッチの代わりに
駆動源が圧力の圧力スイッチが採用されており、他の構
成は図１から図３の一実施例と同じものである。２７は
ベローズやダイヤフラム等の圧力により伸縮する圧力可
動体であり、封口部材１１の開口穴１１ｂを塞ぐように
半田付けや溶接等によりスイッチケース２１側に取り付
けられている。２８はスイッチ片であり両端に接点２８
ａを有し、正極端子６と負極端子７の各接点６ａ，７ａ
に対向している。スイッチ片２８は絶縁材の押棒２９と
制動バネ３０に挟まれて圧力可動体２７とスイッチケー
ス２１の底部間に移動可能に設置されている。

【００１８】スイッチ片２８の接点２８ａは、通常の低
圧時は圧力可動体２７の膨張力よりも制動バネ３０の力
が大きく、正極端子接点６ａ，負極端子接点７ａから離
れた位置にあり、設定圧力以上に上昇すると圧力可動体
２７の膨張力が制動バネ３０の力に勝ち、スイッチ片２
８を押し上げ接点２８ａは正極端子接点６ａ，負極端子
接点７ａに押し付けられ両極端子間を短絡する。つま
り、前記一実施例では直接温度上昇により正極端子と負
極端子間が短絡したが、この実施例では温度上昇により
二次的に電池内の圧力が上昇または電解液の分解ガス発
生による圧力上昇により、正極端子と負極端子間が短絡
するものである。

【００１９】図５は本発明の二次電池を複数個直列接続
して使用する場合の電気回路ブロック図である。同図で
はｎ個の単電池（４０ａ〜４０ｎ）を直列接続した組電
池４１を示し、組電池４１の出力端子ＸＹはヒューズ４
２，メインスイッチ４３を介して制御回路４４，負荷４
５と接続されている。４６は組電池４１に流れる電流を
検出する電流センサであり、また、４７は組電池の温度
を検出する温度センサで、それぞれ制御回路４４に入力
される。４８は電流センサ４６または温度センサ４７が
異常電流や異常温度を感知した場合に制御回路４４から
出される出力信号であり、メインスイッチ４３を切る働
きをする。この回路で単電池の電圧をＥ（Ｖ）とする
と、組電池の出力端子Ｘ−Ｙ間の電圧はｎ×Ｅ（Ｖ）と
なる。ａは発電要素の正極に接続された正極端子６、ｂ
は発電要素の負極に接続された負極端子７を表してい
る。通常は端子ａｂはオフ状態であり、温度上昇又は圧
力上昇により電池が異常となるとオン状態に切り替わ
る。ＶＴは各単電池の正負極端子間に接続されたバリス
タ素子２６を表している。

【００２０】次に、本発明による二次電池の組み立て方
法について説明する。先ず、正極１および負極２にそれ
ぞれ正極リード４，負極リード５をスポット溶接または
超音波溶接により取り付けておく。このとき、電池容量
の大きさにより取り付けるリードの数は増減される。上
記正極１，負極２をセパレータ３を介して捲回し、巻終
わり部はテープ等で止めて電極群１５を作る。有底円筒
形容器の底部１０ａ側から絶縁板１２ｂ，電極群１５，
絶縁デスタント１３の順に入れ、正極リード４，負極リ
ード５をそれぞれ束ねて纏めておく。一方、安全装置２
０はスイッチケース２１内にバリスタ素子２６および温
度スイッチ機構または圧力スイッチ機構を組み込み、封
口部材１１で蓋をして密閉一体構造としておく。

【００２１】次に、絶縁板１２ａを安全装置２０の封口
部材１１側に重ね合わせ、正極リード４，負極リード５
を封口部材１１の正極端子６，負極端子７に溶接する。
次に電池ケース１０の開口部付近にネッキング成形して
から電解液を注入し、安全装置２０をガスケット１９を
介して加締めにより密封して完成する。このように、安
全装置２０を備えた二次電池を従来の組立工程と変わり
なく組立てられるので作業性が良い。

【００２２】次に、本発明による二次電池の作用につい
て説明する。電池は充電回路の故障により充電終止電圧
以上に過充電されると、リチウムインターカレーション
としての電池反応以外の電解液を分解する化学反応を起
こし、電池を劣化させると共に電池の圧力を上昇させ
る。さらに、過充電が進んだり急速充電されると、負極
にデントライト反応によりリチウム金属が析出し、セパ
レータ３を突き破り、正・負極間短絡を起こし、短絡電
流が流れて異常温度になる。また、通常の電池の使用温
度範囲を越えた高温での使用や、誤使用による外部短
絡、何らかの原因による電池内の内部短絡によっても、
電池は発熱し異常温度となる。二次電池の温度が上昇す
ると、正極１，負極２間にあるセパレータ３のフィルム
が１３０℃〜１５０℃で溶融し、フィルムの微多孔が閉
じて正負電極間のリチウムイオンの移動を停止させるシ
ャットダウン効果により電流を遮断する働きがある。

【００２３】しかしながら、セパレータの材料であるポ
リエチレンフィルムやポリプロピレンフィルムは、更な
る温度上昇により溶融収縮し、正負電極間の絶縁性が確
保出来ずに、電極間短絡に至ってしまう場合がある。電
池内温度が１５０℃を越えると、電極に使われている正
極活物質が熱暴走を起こし、発煙・発火・爆発に至る危
険な温度領域となる。つまり、正極活物質であるＬｉＭ
ｎ₂Ｏ₄，ＬｉＣｏＯ₂,LiNiO₂ 等の結晶格子からの酸素
脱離反応により急激な発熱を伴ない熱暴走状態になる。
酸素脱離開始温度は活物質の種類や各元素の構成比，充
電状態により異なるが１５０℃〜４００℃の範囲にあ
る。

【００２４】ここで、電池が何らかの原因により異常温
度上昇し、電池内の電解液が分解してガス発生、および
電解液と正極，負極の活物質が化学反応を起こしてガス
発生し、電池ケース内の圧力が上昇した場合を考えてみ
る。電池の異常温度上昇は熱伝導の良い封口部材１１を
通して安全装置２０の温度スイッチ２２の温度を上昇さ
せ、バイメタルを反転して正極端子６と負極端子７が発
電要素を接続したまま短絡される。または、電池の異常
温度により電解液がガス化して電池ケース１０内の圧力
が上昇すると、圧力可動体２７が膨張し、スイッチ片２
８を押し上げて正極端子６と負極端子７が発電要素を接
続したまま短絡される。つまり、図５の異常単電池のａ
−ｂ間が短絡される。

【００２５】従って、異常単電池の電極間が短絡される
と共に、異常単電池が切り離されてバイパスされた直列
回路が形成され、出力電圧は（ｎ−１）×Ｅ（Ｖ）で運
転を継続する。この時、内部短絡が原因で電池が温度上
昇した場合、密封された発電要素の蓄電エネルギーを電
池内部の正極・負極間に放電すると同時に温度スイッチ
または圧力スイッチを通して電池ケース１０外にも放電
するので電池内の温度上昇が抑えられる効果がある。

【００２６】つまり、本来の内部短絡の場合は蓄電エネ
ルギーが電池内で供給と消費を完結していたが、本案に
よれば蓄電エネルギーの消費の一部が電池外で行われる
ので、電池内の温度上昇が軽減され、最悪の爆発に至る
危険温度状態になるのを低減できるものである。充電エ
ネルギーを放電すると爆発に対して安全であることは、
充電量を変えた電池でのバーナー燃焼試験の結果でも確
認されている。つまり、電池を加熱した場合、充電量が
少ない電池は全く爆発が生じなかったが、充電量を増し
ていくと爆発が発生し、爆発力は充電量が大きいほど大
きく、また爆発発生温度も低くなった。また、外部短絡
が原因で電池が温度上昇した場合は、制御回路の電流セ
ンサ４６や温度センサ４７の感知により、出力信号４８
が発せられてメインスイッチ４３がオフし、組電池４１
および負荷４５を保護する。

【００２７】さらに、制御回路４４が故障し過電流が流
れた場合には、ヒューズ４２が溶断し二重に保護する。
さらに電池内の圧力が上昇して１０kg／cm² 〜２０kg／
cm²になると、防爆弁９が開裂しガスを電池ケース外に
放出して、電池の爆発力を軽減する。この時、高温ガス
は温度スイッチまたは圧力スイッチのある密閉空間外の
ガス抜き穴２１ｂから放出されるので、スイッチを腐食
させたり、電解液の高温ガスに着火したりすることがな
い。温度スイッチ２２の作動温度としては電池の実用温
度を阻害しない範囲と電池の劣化が加速される温度以上
およびセパレータの溶融温度以下との関係から８０℃〜
１３０℃が、また、復帰温度は−２０℃以下が望まし
い。

【００２８】こうすることにより、１度作動すると実用
温度範囲では強制的に冷却しない限り非復帰となり、安
全性が向上する。また、外部短絡時の温度スイッチ２２
の作動温度は制御回路４４による作動より高く設定する
必要がある。つまり、外部短絡時の異常温度上昇により
制御回路４４より温度スイッチ２２が先に作動した場合
は、正負極端子間が短絡するので電力が負荷に供給され
ないので負荷は保護される。しかし電池自身は蓄電エネ
ルギーを放電し尽くすまで外部短絡状態が継続されたの
と同じであり、電池自身の温度上昇は元のまま継続され
るからである。

【００２９】一方、圧力スイッチの作動値は防爆弁の作
動値より低く設定され、電池内圧が３kg／cm² 以上で圧
力スイッチを先に作動させ、電池内の蓄電エネルギーを
減少させて、電池内の温度上昇および圧力上昇を減少さ
せる効果を発揮させた後に、１０kg／cm² 〜２０kg／cm
² での防爆弁の破裂を安全に導くことが望ましい。

【００３０】次に、充電回路が故障して単電池の電極間
電圧が例えば充電終止電圧の４.２Ｖになっても充電が
止まらない場合を考えてみる。バリスタ素子２６のバリ
スタ電圧を充電終止電圧以上でこれよりも僅かに高い
４.３Ｖに設定しておけば、単電池電圧が４.３Ｖまで
過充電されるとバリスタ素子はバリスタ電圧の４.３Ｖ
を保持したまま電流を流し、単電池への４.３Ｖ以上の
充電を防止できる。一般的にリチウムイオン二次電池の
場合、充電終止電圧以上に過充電されると電池の異常温
度上昇やガス発生による圧力上昇が生じ、５Ｖ以上とな
ると発火・爆発等の危険状態になる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、正
極，負極および電解液からなる発電要素を電池ケース内
に収納し、各電極端子間を短絡できる熱応動の温度スイ
ッチまたは圧力駆動による圧力スイッチおよびバリスタ
素子を正負極端子間に並列接続した安全装置により電池
ケースの開口部を密封したものであり、前記安全装置
は、通常は正負極端子間がオープン状態となり、電池の
温度上昇時および圧力上昇時は正負極端子間が温度スイ
ッチおよび圧力スイッチを通して導通状態となるように
した。したがって、複数個の単電池が直列接続されて使
用される組電池の場合、ある単電池が異常温度上昇する
と異常電池の正負極端子間が短絡されてバイパスし、残
りの正常電池は継続使用できるので使い勝手が良い。

【００３２】また、内部短絡による異常温度上昇にも発
電要素の蓄電エネルギーが安全装置のスイッチを通して
短絡し、電池ケース外にエネルギー放出が行われるので
電池内の異常温度上昇が抑えられ、安全性が向上する。
また、安全装置の受熱板となる封口部材は熱伝導の良い
一枚の金属板であるので、電池内部の熱変化に対して熱
応答性が良く、電池ケース封口部の密閉信頼性が高い。

【００３３】さらに、安全装置内のスイッチによる接点
切り換え回路がスイッチケース２１と封口部材１１でイ
ンクローズされており、かつ、防爆弁がバイメタルスイ
ッチのある密閉空間外にあるので、ゴミやガス等が入る
恐れがなく接点の接触不良が少なく、接点のアークによ
り噴出した可燃性電解液の高温ガスに着火の恐れもな
い。また安全装置に内蔵されたバリスタ素子の電圧電流
特性により、単電池の過充電を防止できる二次電池を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の二次電池の一実施例を示す構造断面図
である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。

【図４】本発明の二次電池の安全装置の他の実施例を示
す構造断面図である。

【図５】本発明の二次電池を直列接続して使用した電気
回路ブロック図である。

【符号の説明】

１…正極、１ａ…正極集電体、１ｂ…正極合剤、２…負
極、２ａ…負極集電体、２ｂ…負極合剤、３…セパレー
タ、４…正極リード、５…負極リード、６…正極端子、
６ａ…正極端子の接点、７…負極端子、７ａ…負極端子
の接点、８…ハーメチックシール、９…防爆弁、１０…
電池ケース、１０ａ…容器底部、１１…封口部材、１１
ａ…防爆穴、１１ｂ…開口穴、１２ａ，１２ｂ…絶縁
板、１３…絶縁デスタント、１５…電極群、１９…ガス
ケット、２０…安全装置、２１…スイッチケース、２１
ａ…鍔部、２１ｂ…ガス抜き穴、２２…温度スイッチ、
22ａ…温度スイッチの接点、２３…支持棒、２４…スプ
リング、２５…ナット、２６…バリスタ素子、２７…圧
力可動体、２８…スイッチ片、２８ａ…スイッチ片の接
点、２９…押棒、３０…制動バネ、４０ａ，４０ｂ，４
０ｎ…単電池、４１…組電池、４２…ヒューズ、４３…
メインスイッチ、４４…制御回路、４５…負荷、４６…
電流センサ、４７…温度センサ、４８…出力信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂入美千子栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電池の温度が８０℃以上または電池内圧が
３kg／cm² 以上で電池の正極端子，負極端子間を短絡さ
せるスイッチを設けると共に電池内圧が１０kg／cm² 〜
２０kg／cm² で開放する防爆弁をスイッチケース外に設
けたことを特徴とする二次電池。